Pasternack博客
GaN HEMT 放大器软压缩
III-V族半导体材料，例如砷化镓（GaAs）和氮化镓（GaN）已成为频率几百兆赫到百吉赫以上低噪声放大器和高功率放大器中常用的固态技术材料。在高功率应用场景，GaN高电子迁移率晶体管（HEMT）正逐步取代GaAs金属半导体场效应晶体管（MESFET）放大器，原因就是在高功率应用中GaN HEMT相对于GaAs MESFET具备以下几个关键优势，其中包括GaN HEMT的击穿电压更高，耐受更高运行温度，平均无故障时间（MTBF）更长，更高频率下寄生信号降低但效率提高。在许多对成本和可靠性较为敏感的应用场景中，以上因素就凸显得尤为重要。
但是，通过比较同型号GaAs MESFET和GaN HEMT放大器，可以很容易发现GaAs MESFET的线性性能要优于GaN HEMT，而这点在GaN HEMT的软压缩曲线中表现得尤为明显。基于这个原因，GaN HEMT的三阶失真度相对较差。在某些放大器配置和应用中，例如A类放大器中GaN HEMT明显处于劣势。
尽管如此，通过采用某些放大器配置、调制以及辅助技术，可以轻而易举的克服上述线性难题，从而研制出高效且线性的功率放大器。主要手段就是使用AB类放大器配置和使用预失真技术大幅提高GaN HEMT放大器的线性性能，而GaN HEMT的典型低寄生特性确实便于实现上述技术。
有证据表明，GaN HEMT的典型软压缩仅限于连续波（CW）操作，即在静态条件下进行AM/ AM测量。但是，在动态条件下（如调频激励）进行AM/ AM测量时，GaN HEMT可能会产生增益扩展。有研究称设备的软压缩实际上是由GaN HEMT的电子陷阱现象产生的伪迹，并且仅在难以实现的CW AM/ AM特性测量中得以证明。已有研究表明，经过动态激励GaN HEMT表现出清晰的C类输出，具有高度非线性的增益扩展和强增益压缩。
GaN功率放大器的应用和用例
- 高功率和宽频带通信
- 实现高效率峰值平均功率比（PAPR）通信
- 宽频带雷达，例如有源电子扫描阵列（AESA）
- 相控阵发射/接收模块
- 4G和5G蜂窝通信
- 空间及地面站卫星通信
- 无人机（UAV）通信
- 高温和高可靠性（Hi-Rel）应用
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